【摘 要】
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稀土发光纤维是一种采用稀土发光材料作为发光中心制备而成的功能性绿色环保材料。因为其持久的自然发光特性,被广泛应用到服饰、航海、家具装饰等领域。稀土发光纤维的发光颜色取决于其内部发光材料的光色。稀土铝酸锶(SrAl2O4:Eu2+,Dy3+)及稀土硅酸镁锶(Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+)是一种性能优良的长余辉材料,物化性能稳定,充分激发后可以在黑暗条件下发出黄绿色和蓝色的光。光转换剂是一
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稀土发光纤维是一种采用稀土发光材料作为发光中心制备而成的功能性绿色环保材料。因为其持久的自然发光特性,被广泛应用到服饰、航海、家具装饰等领域。稀土发光纤维的发光颜色取决于其内部发光材料的光色。稀土铝酸锶(SrAl2O4:Eu2+,Dy3+)及稀土硅酸镁锶(Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+)是一种性能优良的长余辉材料,物化性能稳定,充分激发后可以在黑暗条件下发出黄绿色和蓝色的光。光转换剂是一种受光激发后可以发出不同波段光的有机化合物,可以将短波长的光转换成长波长的光。同时光转换剂可以被上述两种发光材料的光所激发,在其内部共轭二键作用下发出红光,但发光效果具有即时性。前期研究发现:将光转换剂与单一稀土材料复合制备而成的稀土发光材料被激发后可以在黑暗条件下发出红光,但是色纯度不佳。目前发光纤维的光色以冷色调为主,缺少红光发光纯度较高的纤维材料,限制全光色发光纤维的制备和应用。因此,制备出一种兼顾红光发光性能和余辉发光性能的纤维材料,具有一定的研究意义和实用价值。根据格拉斯曼颜色混合定律的中间色律,任何两个非补色相混合,便产生中间色。中间色是介于原色光和白色光之间的颜色,其色相取决于两个颜色的相对数量,其饱和度取决于可见光谱色相顺序上的远近。根据以往研究显示,SrAl2O4:Eu2+,Dy3+/光转换剂复合发光粉可以发出橙红色的光,Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+/光转换剂复合发光粉可以发出紫红色的光。而在色相环中,橙红色和紫红色分居红色的两边。因此,为进一步提高红色光发光纤维的光色纯度,提升发光材料的光色多元性,本文探索将光转换剂加入到以一定比例混合的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+中,制备多组分掺杂的发光纤维,拓展稀土发光纤维的应用领域。具体工作内容如下:（1）采用SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+为共同发光供体,偶联剂作为功能性改性剂,制备了可以持久发光的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+/Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+/光转换剂红光发光复合材料。对不同SrAl2O4:Eu2+,Dy3+/Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+比例、光转换剂添加比例、偶联剂添加比例的样品性能进行表征和分析。结果表明:三种材料混合不影响各自晶格结构,且可以有效提升材料的红光发光效果;通过调配三种材料的混合比例可以改变其红光发光纯度;以两种发光材料作为共同发光供体,制备的发光材料的红光发光纯度可达79.47%,是单一发光供体材料的140%。（2）为提高材料的稳定性,在复合材料表面包覆一层SiO2,研究了包覆材料对于复合材料结构稳定性和光学性能的影响。由于光转换剂易溶于乙醇等有机溶剂,利用醇洗前后发光性能变化表征材料的结构稳定性,研究了不同包覆比例和不同包覆温度对材料性能的影响。得出结论:材料表面被成功包上了一层完整均匀的SiO2,且SiO2可以作为包覆膜使稀土发光材料和光转换剂结合更加紧密;SiO2包覆可以减少醇洗过程中光转换剂的流失,增加其结构稳定性。（3）采用聚丙烯腈（PAN）为基材,制备SiO2/光转换剂@SrAl2O4:Eu2+,Dy3+/Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+-PAN发光纤维。探究不同组分发光材料的添加对于发光纤维光学性能的影响。实验结果表明,包覆处理提升了材料的结构稳定性,优化了可纺性能,制备的发光纤维除具有良好的红光发光性能和一定的应用前景。
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